JPS6140630B2 - - Google Patents
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- JPS6140630B2 JPS6140630B2 JP53064010A JP6401078A JPS6140630B2 JP S6140630 B2 JPS6140630 B2 JP S6140630B2 JP 53064010 A JP53064010 A JP 53064010A JP 6401078 A JP6401078 A JP 6401078A JP S6140630 B2 JPS6140630 B2 JP S6140630B2
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- JP
- Japan
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- silicon nitride
- sintered body
- strength
- nitride film
- silicon carbide
- Prior art date
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- Expired
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
本発明はガスタービンの部品等に使用される耐
熱材料の改良に関するものである。 従来、自動車用ガスタービンのタービンブレー
ド等の耐熱部品にはホツトプレスにより焼成され
た窒化珪素焼結体、或いは炭化珪素焼結体が使用
されている。しかしながら、これらの焼結体はそ
の表面に微細な凹凸、クラツク等を有するため、
高温雰囲気下で使用した場合、強度低下を招く欠
点がある。こをため、該焼結体表面を平滑に研摩
して強度低下を補うことが行なわれているが、使
用中の高温ガスによりその結晶粒界や気孔の部分
が侵蝕され、かならずしも十分な強度の向上化を
達成し得ない問題がある。 このようなことから、本発明者は上記欠点を解
消するために鋭意研究を重ねた結果、窒化珪素又
は炭化珪素の焼結体表面に緻密な窒化珪素膜を化
学蒸着法により形成せしめることによつて、該焼
結体表面の凹凸、クラツク等の欠陥を、結晶粒界
に不純物がなく、気孔率が著しく低い緻密な窒化
珪素膜で保護でき、もつて高温ガスによる表面の
侵蝕を防止して使用中の強度低下を防止し得る耐
熱材料を見い出した。 すなわち、本発明のガスタービン部品用耐熱材
料は窒化珪素又は炭化珪素の焼結体の表面に緻密
な窒化珪素膜を10μ以上、化学蒸着により形成せ
しめてなるものである。 本発明における窒化珪素焼結体、炭化珪素焼結
体は、窒化珪素または炭化珪素の原料に適宜なバ
インダーを夫々加えて混練し、これら混練物を金
型プレス、ラバープレス等により成形し、焼成炉
等で焼成するか、もしくは上記混練物をホツトプ
レス法により成形、焼成を同時に行なうか、いず
れかの方法により造られる。 本発明における緻密な窒化珪素膜とはH2ガス
をキヤリヤーガスとして珪素を含む化合物（たと
えばSiH4など）と窒素を含む化合物（たとえば
NH3など）とを300℃以上で混合し、1200〜1400
℃で反応させる化学蒸着法により生成したもの
で、その特性は透明または半透明で、かつ96％以
上のα窒化珪素から構成されているものである。
なお、この緻密な窒化珪素膜の厚さは10μ以上に
することが望ましい。この理由はその厚さを10μ
未満にすると、窒化珪素、炭化珪素の焼結体表面
の保護効果を十分達成し難くなるからである。 なお、本発明においては必要に応じて得られた
耐熱材料の強度をさらに向上せしめる観点から窒
化珪素又は炭化珪素の焼結体表面を研摩して平滑
化した後、緻密な窒化珪素膜を形成せしめてもよ
い。 次に本発明の実施例を説明する。 実施例 ホツトプレス法により製作した寸法が10×５×
100mmの窒化珪素焼結体の表面を研摩した後、こ
の焼結体にキヤリヤーガスとしてのH2を毎分500
c.c.、SiCl4を毎分５c.c.及びNH3を40c.c.供給しなが
ら、1350℃の温度下で加熱し、該焼結体表面に厚
さ100μ、気孔率0.17％以下、99％のα窒化珪素
を有する窒化珪膜を形成してタービンブレードを
造つた。 しかして、本実施例のタービンブレード、窒化
珪素焼結体のみからなるタービンブレード（比較
例１）及び窒化珪素焼結体の表面を研摩加工した
ものからなるタービンブレード（比較例２）を
1200℃に加熱されるガスタービン内に組み込み、
それらタービンブレードを3600r・ｐ・ｍの条件
下で回転させ、各タービンブレードの初期強度、
1000時間連続作動後の強度及び5000時間連続作動
後の強度を調べた。その結果を下記表に示した。
熱材料の改良に関するものである。 従来、自動車用ガスタービンのタービンブレー
ド等の耐熱部品にはホツトプレスにより焼成され
た窒化珪素焼結体、或いは炭化珪素焼結体が使用
されている。しかしながら、これらの焼結体はそ
の表面に微細な凹凸、クラツク等を有するため、
高温雰囲気下で使用した場合、強度低下を招く欠
点がある。こをため、該焼結体表面を平滑に研摩
して強度低下を補うことが行なわれているが、使
用中の高温ガスによりその結晶粒界や気孔の部分
が侵蝕され、かならずしも十分な強度の向上化を
達成し得ない問題がある。 このようなことから、本発明者は上記欠点を解
消するために鋭意研究を重ねた結果、窒化珪素又
は炭化珪素の焼結体表面に緻密な窒化珪素膜を化
学蒸着法により形成せしめることによつて、該焼
結体表面の凹凸、クラツク等の欠陥を、結晶粒界
に不純物がなく、気孔率が著しく低い緻密な窒化
珪素膜で保護でき、もつて高温ガスによる表面の
侵蝕を防止して使用中の強度低下を防止し得る耐
熱材料を見い出した。 すなわち、本発明のガスタービン部品用耐熱材
料は窒化珪素又は炭化珪素の焼結体の表面に緻密
な窒化珪素膜を10μ以上、化学蒸着により形成せ
しめてなるものである。 本発明における窒化珪素焼結体、炭化珪素焼結
体は、窒化珪素または炭化珪素の原料に適宜なバ
インダーを夫々加えて混練し、これら混練物を金
型プレス、ラバープレス等により成形し、焼成炉
等で焼成するか、もしくは上記混練物をホツトプ
レス法により成形、焼成を同時に行なうか、いず
れかの方法により造られる。 本発明における緻密な窒化珪素膜とはH2ガス
をキヤリヤーガスとして珪素を含む化合物（たと
えばSiH4など）と窒素を含む化合物（たとえば
NH3など）とを300℃以上で混合し、1200〜1400
℃で反応させる化学蒸着法により生成したもの
で、その特性は透明または半透明で、かつ96％以
上のα窒化珪素から構成されているものである。
なお、この緻密な窒化珪素膜の厚さは10μ以上に
することが望ましい。この理由はその厚さを10μ
未満にすると、窒化珪素、炭化珪素の焼結体表面
の保護効果を十分達成し難くなるからである。 なお、本発明においては必要に応じて得られた
耐熱材料の強度をさらに向上せしめる観点から窒
化珪素又は炭化珪素の焼結体表面を研摩して平滑
化した後、緻密な窒化珪素膜を形成せしめてもよ
い。 次に本発明の実施例を説明する。 実施例 ホツトプレス法により製作した寸法が10×５×
100mmの窒化珪素焼結体の表面を研摩した後、こ
の焼結体にキヤリヤーガスとしてのH2を毎分500
c.c.、SiCl4を毎分５c.c.及びNH3を40c.c.供給しなが
ら、1350℃の温度下で加熱し、該焼結体表面に厚
さ100μ、気孔率0.17％以下、99％のα窒化珪素
を有する窒化珪膜を形成してタービンブレードを
造つた。 しかして、本実施例のタービンブレード、窒化
珪素焼結体のみからなるタービンブレード（比較
例１）及び窒化珪素焼結体の表面を研摩加工した
ものからなるタービンブレード（比較例２）を
1200℃に加熱されるガスタービン内に組み込み、
それらタービンブレードを3600r・ｐ・ｍの条件
下で回転させ、各タービンブレードの初期強度、
1000時間連続作動後の強度及び5000時間連続作動
後の強度を調べた。その結果を下記表に示した。
【表】
上表より明らかな如く、本実施例のタービンブ
レードは5000時間連続動作後においても初期の強
度と同程度を保持し、長期間安定的に使用できる
ことがわかる。 以上詳述した如く、本発明にれば窒化珪素又は
炭化珪素の焼結体表面の凹凸、クラツクなどの欠
陥を、結晶粒界に不純物がなく、気孔率が著しく
低い緻密な窒化珪素膜で保護することによつて、
高温ガスによる表面の侵蝕、クラツク発生を阻止
して長期間安定した強度特性を維持でき、もつて
ガスタービンの部品等過酷な高温条件に曝される
部材に有効に利用できる耐熱材料を提供できるも
のである。
レードは5000時間連続動作後においても初期の強
度と同程度を保持し、長期間安定的に使用できる
ことがわかる。 以上詳述した如く、本発明にれば窒化珪素又は
炭化珪素の焼結体表面の凹凸、クラツクなどの欠
陥を、結晶粒界に不純物がなく、気孔率が著しく
低い緻密な窒化珪素膜で保護することによつて、
高温ガスによる表面の侵蝕、クラツク発生を阻止
して長期間安定した強度特性を維持でき、もつて
ガスタービンの部品等過酷な高温条件に曝される
部材に有効に利用できる耐熱材料を提供できるも
のである。
Claims (1)
- １ 窒化珪素又は炭化珪素の焼結体の表面に緻密
な窒化珪素膜を10μ以上、化学蒸着により形成し
てなるガスタービン部品用耐熱材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6401078A JPS54155211A (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | Heat resistant material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6401078A JPS54155211A (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | Heat resistant material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54155211A JPS54155211A (en) | 1979-12-07 |
| JPS6140630B2 true JPS6140630B2 (ja) | 1986-09-10 |
Family
ID=13245774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6401078A Granted JPS54155211A (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | Heat resistant material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54155211A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58194781A (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-12 | 住友電気工業株式会社 | 複合セラミツク部材 |
| US4501777A (en) * | 1982-09-22 | 1985-02-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of sealing of ceramic wall structures |
| JPS61117841A (ja) * | 1984-11-14 | 1986-06-05 | Hitachi Ltd | シリコン窒化膜の形成方法 |
| US4610896A (en) * | 1985-04-08 | 1986-09-09 | United Technologies Corporation | Method for repairing a multilayer coating on a carbon-carbon composite |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915043A (ja) * | 1972-03-28 | 1974-02-09 |
-
1978
- 1978-05-29 JP JP6401078A patent/JPS54155211A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4915043A (ja) * | 1972-03-28 | 1974-02-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54155211A (en) | 1979-12-07 |
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